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李进良:5G将通过创新应用改变社会
通信产业网|2019-01-02 14:57:56
作者:李进良来源:通信产业网

【通信产业网讯】(中国电子科技集团公司第七研究所 李进良)2018以4G改变生活的壮观面貌过去了,5G即将来临,本文探讨5G将如何改变社会。首先论述5G的突出优势与巨大影响力,接着介绍从中关村大赛看5G创新应用,分析4G是怎样改变生活的,再以大赛获奖的11个项目所属5类创新应用场景作为典型来分析,5G将通过这些创新应用来改变社会的局部,这样可以大体想象未来社会发展的端倪;最后对中国5G的正式商用寄予了期望。

4G改变生活的2018

2018以4G改变生活的壮观面貌过去了。截止11月底,移动电话用户三家基础电信企业总数达15.6亿户,同比增长10.6%,1-11月净增②1.42亿户。其中,移动宽带用户(即3G和4G用户)总数达13亿户,占移动电话用户的83.6%;4G用户规模为11.6亿户,占移动电话用户的74.3%,较上年末提高4个百分点。

固定互联网宽带接入用户,三家基础电信企业的总数达4.05亿户,1-11月净增5674万户。其中,光纤接入(FTTH/O)用户数达3.65亿,占固定互联网宽带接入用户的89.9%,较上年末提高5.6个百分点。宽带用户持续向高速率迁移,100Mbps及以上用户达2.73亿户,占总用户数的67.5%,占比较上月末提高3.6个百分点。

移动互联网用户,总数达13.9亿户,同比增长10.7%。其中,手机上网的用户数达12.6亿户,对移动电话用户的渗透率为81%。

2018年,光通信行业继续迅猛发展,为高质量光纤通信网络的建设打下坚实基础。同时,运营商网络重构及云化持续推进,让网络变得更加智能、更加高效,为万物互联新时代的到来铺路建桥。此外,人工智能、云计算、大数据技术亦在2018年取得了长足的进步,不断改变着人们生活的方式。

2018这是不平凡的一年。除了上述移动通信与光通信的高速增长之外,如果要评选当年通信行业热门词汇,“新四大发明”将是不二之选。的确“出门不用带钱包,市里单车随处跑,外卖很快送到家,高铁四通又八达”。这是4G改变生活的具体写照!这些基于4G的创新应用大大方便了中国人的生活,让世人亲身体验了自主创新的无穷魅力。

我国公众移动通信产业经过三十多年的高速增长,实现了从“2G跟随”“3G突破”到“4G同步”以至“5G领跑”的跨越。4G以前所未有的速度迅猛发展,建成了全球规模最大的4G网络。为了应对未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景,5G应运而生,2018第一版5G标准在当年6月底正式冻结,我国5G中低频谱划定,运营商已获准在相关频谱上开展规模试验。产业链频频在各大展会上展示各自的5G最新设备和解决方案,这些都预示5G商用在即,通信业即将进入5G时代。

在此关键时刻,5G该如何发展?5G又将如何改变社会?这就需要业界高瞻远瞩,深入思考,为此,本文拟发表个人浅见,抛砖引玉,供业界参考。首先需要全面深刻理解5G的突出优势与非凡影响力。

5G的突出优势

当前,全球新一轮科技革命和产业变革正孕育兴起,跨行业、跨领域的融合创新不断深入。5G作为新一代移动通信技术发展的方向,移动互联网和物联网是其两大主要驱动力,将在提升移动互联网用户业务体验的基础上,进一步满足未来物联网应用的海量需求,与工业、医疗、交通等行业深度融合,为5G提供广阔的前景。它将以全新的网络架构,提供至少十倍于4G的峰值速率、毫秒级的传输时延和千亿级的连接能力,最终实现“信息随心至,万物触手及”的总体愿景。

1.5G三大业务

5G网络将来不仅用于人与人之间的通信,还会用于人与物以及物与物之间的通信、控制。

5G业务大致可以分为3种场景:eMBB、mMTC和uRLLC。

(1) eMBB增强移动宽带

eMBB聚焦对带宽有极高需求的业务,满足人们对于数字化生活的需求。移动互联网将推动人类社会信息交互方式的进一步升级,为用户提供虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、超高清(3D)视频、移动云等更加身临其境的极致业务体验,将带来未来移动流量超千倍增长,推动移动通信技术和产业的新一轮变革。

(2) mMTC海量机器类通信

mMTC聚焦对于连接密度要求较高的业务,满足人们对于数字化社会的需求。移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等将会推动物联网应用爆发式增长,数以千亿的设备将接入网络,实现真正的“万物互联”,并缔造出规模空前的新兴产业。同时,也会给移动通信带来新的技术挑战。

(3)uRLLC超可靠低时延通信

uRLLC聚焦对时延极其敏感的业务,满足人们对于数字化工业的需求。低时延和高可靠性是自动驾驶、远程控制等uRLLC业务的基本要求,车联网业务在通信中如果受到安全威胁则可能会涉及到生命安全,因此要求高级别的安全保护措施且不能额外增加通信时延。5G超低时延的实现需要在端到端传输的各个环节进行一系列机制优化。

2.5G的6大性能指标与3大关键能力

5G需要具备比4G更高的性能:

(1)用户体验速率(bps)——真实网络环境下用户可获得的最低传输速率,支持0.1~1Gbps;

(2)连接数密度(/km2)——单位面积上支持的在线设备总和,每平方公里一百万;

(3)端到端时延(ms)——数据包从源节点开始传输到被目的节点正确接收的时间,毫秒级;

(4)流量密度(bps/km2)——单位面积区域内的总流量,每平方公里数十Tbps;

(5)移动性(km/h)——满足性能要求下收发双方间的最大相对移动速度,每小时500km以上;

(6)单用户峰值速率(bps)——单用户可获得的最高传输速率,数十Gbps。

其中,用户体验速率、连接数密度和时延为5G最基本的三个性能指标。

同时,5G比4G还需要大幅提高网络部署和运营的三大效率:

(1)频谱效率(bps/Hz/cell或bps/Hz/km2)——每小区或单位面积内,单位频谱资源提供的吞吐量,提升5~15倍;

(2)能源效率(bit/J)——每焦耳能量所能传输的比特数,提升百倍以上;

(3)成本效率(bit/Y)——每单位成本所能传输的比特数,提升百倍以上。

3. 5G的非凡影响力

中国移动李正茂副总裁认为:4G改变生活,5G改变社会。5G时代的新价值,在于从老3C(即通信communication、消费电子consume、计算机computer),全面转向新3C(即连接connect、控制control、融合convergence)。过去通信仅是人与人连接,但到5G时代将增加人与物及物与物的连接,即万物互联。过去通信仅是信息的交互流动,但在5G时代信息流是通过控制行为实现工业自动化、智能化,比如远程医疗、远程教育等。过去通信都是各个行业独自为战,但到5G时代促使众多垂直行业跨行业、跨领域融合,将产生更多的业态和新的商业模式,是今后新价值的增长点。由于性能指标与关键能力的大幅提升,将促使物联网、车联网等各个行业获得广泛应用。因此5G将为各种创新应用的发展奠定技术基础,将能促进人类社会高度发展,充分满足人们对于数字化生活、数字化社会与数字化工业的需求。

5G不仅是通信技术的革命,通过5G创新应用,将诞生各种新型业务,出现各种社会分工,创建各种高级行业,也可以说是一场满汉全席似的商业盛宴。对于信息通信业界来说,5G既是挑战,更是机遇,将迎来更大的市场空间和发展空间。5G和4G时代相比,不仅仅是一个通信行业的变化和生活方式的变化,更是社会发展方式的深刻变革。

从中关村大赛看5G创新应用

1.中关村大赛主题

2018年9-10月北京市以“发掘孵化5G创新应用,打造双创新引擎”为主题,重点围绕《北京市5G产业发展行动方案(2018-2022年)》“一五五一”工程(通州副中心、北京新机场、2019年北京世园会、2022年北京冬奥会、长安街沿线)中确定的自动驾驶、健康医疗、工业互联网、智慧城市、超高清视频应用等“五”大类典型场景的示范应用,开展5G创新应用大赛,在全球范围内征集有较高技术水准、有完整解决方案的案例,吸引拥有核心技术的5G应用项目在中关村开展“双创”,弘扬中关村前沿技术创新创业文化,筛选优质的项目和团队。同时,通过搭建5G测试环境,吸引全球5G创新应用领域前沿企业在中关村集聚发展,有力支撑北京全国科技创新中心建设。

2.创新应用大赛情况

参赛项目领域广泛,五大应用场景全覆盖,自动驾驶8项、健康医疗10项、工业互联网9项、智慧城市11项、超高清视频20项,共计58项。涉及5G、大数据、云计算、边缘计算、VR/AR、人工智能等6大领域前沿科技。涵盖了智能手机、智能穿戴式设备、车辆船舶、机器人、无人机、摄像头、传感器等7类终端。

5G创新应用优秀项目评选过程分为申报、资格审查、初赛、测试验证、决赛等环节。大赛为通过初赛的项目提供5G应用验证测试环境,测试结果将作为大赛评选的参考依据。同时大赛将选取优秀项目在2018年全国双创周北京会场重点展示。

经过严格的评选、5G应用验证测试,选出14项进行大会答辩。最终获奖11项:

自动驾驶:无人物流车。

健康医疗:医疗影像诊断云平台、混合现实可视化医疗、医疗远程3D/VR实时监控。

工业互联网:汽车智造工业互联、电气与安全一体化产业化平台、智慧油田建设应用。

智慧城市:智能抄表机器人的芯片、智慧校园。

超高清视频:面向智慧冬奥的5G超高清视频、8k+VR即摄即传直播互动应用。

4G怎样改变生活

当3G的数据通信兴起,手机有两项革新,一是装上了摄像头,可以照相、拍短视频;二是用上了触摸彩屏,可以显示相片、播放视频,从原来的功能手机升级为智能手机,能够提供多媒体业务,完美地为人们的视觉、听觉服务,人类梦寐以求的千里眼成了现实,促使单一的移动语音业务开始下滑。

由于4G相比3G上网速度更快,带来了很多与普通人生活强关联的应用,比如旅游到了一个新的城市,拿着手机导航,想去哪都有明确的方向,不用到处瞎打听或者随身带着一份当地的地图。类似的应用还有移动支付、打车、叫外卖等等,都是生活里常用的。

到了4G普及之后,微信、视频一起爆发,占用数据流量大头的视频就登上了移动互联网的舞台,而不是移动语音了。目前,4G如日中天,视频市场直线上升,视频就是当前4G的杀手锏业务。

例如微信,这个社交产品创新应用二维码实现支付功能,一个社交平台,最后发展为一个服务平台,它为用户提供了效率、方便,大量的小程序的能力,是传统的社交不能比拟的。再如拼多多把社交和电子商务结合起来,通过社交形成强大的推销能力,这完全是电子商务的创新,迅速发展,很快取得极好的市场效果。

2017年5月“一带一路”沿线的20国留学生评选出了中国的“新四大发明”:扫码支付、共享单车、网购和高铁。刷新了留学青年对中国的认识,这是他们最想带回其祖国的生活方式。2013年底4G的TD-LTE同时给中国移动、中国电信、中国联通三大运营商发放牌照,经过5年一起发力建设,4G网络以前所未有的速度迅猛发展,建成全球最大的4G网络,350万座基站,超过了过去2G、3G时代的建站数。在国内实现了城区、县城深度覆盖,乡镇和重点行政村、以及高铁、地铁、高速、景区等基本覆盖,这样基于4G的“新四大发明”才可能遍地开花。

如果中国不是标准统一的4G,没有4G的高速上网,缺乏4G的普遍覆盖,少了4G的创新应用,就不可能产生这些新的商业模式,生活上全国老百姓就不可能随时随地获得如此方便的改善,这就是4G改变生活的真谛。那么5G又将如何改变社会呢?

5G将通过创新应用改变社会

使用5G网络的不仅是人,还有各种物体,比如厨房里煤气监测仪与控制中心的网络连接、物流仓库里机器人与货架的连接等等。5G网络及其相关应用,跟整个社会运行都强关联。我们可以从5G创新应用获奖的11个项目所属5类创新应用场景作为典型来分析:

这些获奖项目都是来自5G创新应用申报的科研开发项目,现阶段还没有得到广泛的应用。大赛目的是通过评比测试,发掘出优秀创新项目,加以孵化,形成产业,应用到北京市的五大工程。这些刚刚发掘的项目,今天还只是一个方案,只能演示,通过孵化就可以快速成长,星星之火可以燎原,他日经过推广获得广泛应用,就可能改变社会的某一局部。

何为社会?指由一定的经济基础和上层建筑构成的整体。泛指由于共同的物质条件和生活方式而互相联系起来的人群。下面进一步对每类类创新应用场景对局部社会产生的效果进行探讨:

1.自动驾驶领域

基于5G的毫秒级网络时延与极高可靠性必然促使车联网的自动驾驶技术高速发展,这是5G可预见的主要应用领域;当无人物流车、无人出租车、无人公交车等等获得广泛应用之后快递小哥、出租车司机、公交车司机这些行业的从业人员将面临失业,社会分工中的这一类人群即将消失。以自动驾驶为例,未来的汽车带宽会做到1个G,可以看作是一种大型移动终端,除了汽车上需要大量传感器与5G终端设备之外,沿着汽车的道路两边实际上有大量传感器与5G网络设备,它不停地要把汽车运营、管理、加油站、充电桩、维修站等的数据传到网络上,同时还要有反馈,这对整个道路网络建设会有很大带动,这势必影响一大批与交通相关具有共同的物质条件和生活方式而互相联系起来的人群。

2.健康医疗领域

应用5G技术于智慧健康产业的远程医疗、医疗影像诊断,通过仿生人眼机理的双摄像头获取人体器官、手术等的立体信息大数据流,经5G的1Gbps超高用户体验速率技术远程传输到异地,通过双屏立体观象器不失真的立体显示图像和视频,实现实时监控医疗情况,对偏僻乡村实施远程条件下的会诊、影像、超声、心电、手术等;这样医院的布局及人们就医的物质条件和生活方式必然面临重大变革。

3.工业互联网领域

5G技术与工业控制深度融合,如汽车智造、智慧油田支撑先进制造业智能化发展。工业互联网是基于新一代信息技术的互联网与工业系统全方位深度融合所形成的产业和应用生态,是工业智能化发展的关键综合信息基础设施。当以人工智能的机器人代替蓝领劳动的无人工厂、无人商店等等兴起之后,传统的产业工人必将升级为具有高级科技学识的工程技术人员。

4.智慧城市领域

将5G技术应用到城市管理中,如智能抄表、智慧校园、智慧社区、智慧家庭等;将改变信息交互方式,提高实时信息处理能力、加快响应速度,增强业务弹性和连续性,提高城市智慧管理水平,促进社会各项事业的全面和谐发展。城市的政府机关,电、水、气、热、信息等管网以及物业管理的机构组成,相关人群的职能分工必然改观。

5.超高清视频领域

随着5G率先成熟的应用,如面向智慧冬奥的5G超高清视频、8k+VR即摄即传直播互动应用将使得文体娱乐进入4k/8k时代;在重大活动现场和重要地点实现超高清视频支持,推动超高清视频产业AR/VR等和5G产业协同发展成新兴产业形态。要知道,现在一部好的十几分钟的VR视频,体量就有十多个G甚至几十个G,想在线看,得等5G的速度。到了5G时代,由于更高的速度、更低的时延等等,大家随时随地都能使用更高网速要求的应用,如在线看VR影视、玩VR游戏等等。这势必使得文体娱乐行业发生革命性的变化。

当然5G的创新应用不止这5个领域,在5G高新技术的基础上加以引导鼓励会诞生丰富多彩的创新应用,必将影响人类社会的方方面面。

我们的预期

5G会给生活,会给社会带来哪些变化,今天我们真的还难以全面清晰地描绘!但是通过对上面所述5G创新应用大赛优秀项目的典型分析,可以大体想象未来发展的端倪,也敬请大家拭目以待,假以时日享受未来5G给我们生活带来的便利,对未来社会的变革做好思想准备。

据项立刚先生发表的《当今世界谁的5G实力最强》一文:综合七个方面分析的结论是:全世界5G发展,欧洲强在系统,美国强在芯片,中国强在综合实力。可以预期随着全球统一标准5G的正式商用,基于 5G的突出优势,首先在5G创新业务应用上出现全面爆发,随着全国网络部署覆盖城乡,到2025年中国社会将领先世界出现崭新的面貌。中国5G的发展,绝不仅是5G通信技术的本身,通过5G的创新应用,它将对社会效率提高、社会管理能力提升、社会成本降低起到巨大作用。对整个社会发展影响远远超出4G的规模,会很大程度上,影响整个国家的实力,改变社会的结构。进而伴随着人工智能、大数据、云计算、生物工程等新技术的持续创新,影响社会的哲学、道德、伦理,也会影响思想、文化的发展与进步。

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责任编辑:崔亮亮

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